把糖一勺一勺加入凉开水:开始时糖粒全都不见了,继续加入后,杯底却留下了怎么搅也不消失的糖粒。水并不是笼统地“装满了”,而是在这个温度、这一定量的水、面对这种物质时,已经达到了溶解的上限。
本章要把这个上限说清楚:怎样判断饱和,怎样读溶解度曲线,为什么海水要晒盐、硝酸钾常用降温结晶,以及汽水为什么开盖后会冒泡。
在一定温度下,一定量溶剂中不能再继续溶解某种溶质的溶液,叫作该溶质的饱和溶液;还能继续溶解的,叫作不饱和溶液。检验时少量加入同种固体并充分搅拌:若还能溶解,说明加入前不饱和;若有固体残留,说明充分溶解后的溶液饱和。全部溶解后也可能恰好饱和,不能把加入前后的状态混为一谈。
可以把水想成固定数量的座位:座位还空着,后来者能坐下;座位都坐满了,再来的人只能留在旁边。温度、溶剂量或溶质种类一变,“座位数”也可能改变,所以“饱和”必须带着条件说。

澄清透明不等于不饱和。刚好配成饱和溶液、杯底又没有多余固体时,溶液也可以澄清。最可靠的检验是在温度和水量不变时,加入少量同种固体并充分搅拌。
还有一个常见误会:若某条件下 100 g 水最多溶解 36 g 某固体,加入 43 g 后,并不是“43 g 都没溶”;其中 36 g 已溶于水,只有多出的 7 g 留在杯底。
下面先自己改变加入量、加水量和温度,再观察溶液状态怎样改变。
例题:20 ℃时,100 g 水中最多溶解某固体 36 g。向其中加入 43 g 该固体,充分搅拌后,溶液处于什么状态?杯底有多少克固体?
生活中说“它很容易溶”还不够精确。固体物质的溶解度是指:在一定温度下,某固态物质在 100 g 溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。它包含四个不能漏掉的条件:固态物质、一定温度、100 g 溶剂和达到饱和状态;数值单位通常是克。

比如“20 ℃时,硝酸钾的溶解度是 31.6 g”的意思是:20 ℃时,100 g 水最多能溶解 31.6 g 硝酸钾,得到的正好是饱和溶液。它不是“100 g 溶液中有 31.6 g 硝酸钾”,也不是任意多的水都只能溶 31.6 g。
水的质量变了,上限按比例变。仍在 20 ℃时,50 g 水只有标准水量的一半,最多溶解 硝酸钾。
比较两种固体谁“更易溶”时,必须在同一温度、同一种溶剂下比较溶解度。两杯溶液谁更浓,不能直接说明谁的溶解度更大。
把不同温度下的溶解度逐点标在图上并连成线,就得到固体物质的溶解度曲线。横轴表示温度,纵轴表示每 100 g 水中最多溶解的溶质质量。曲线较陡,说明该物质的溶解度受温度影响较明显;曲线较平缓,说明影响较小。

读图的顺序很朴素:先找到指定温度,竖直找到曲线,再水平读出溶解度。两条曲线的交点只说明在交点对应的温度下两种物质的溶解度相等,不能把这一结论推广到所有温度,更不能据此断定任意两杯溶液析出的晶体一样多。
以 100 g 水为基准,曲线值就是该温度的上限。温度和水量不变、充分搅拌至不再变化时:
注意,纵轴写的是“溶解的溶质质量”,不是整杯溶液的质量。
读图推演:40 ℃时,某物质的溶解度为 64 g。向 100 g 水中加入 70 g 该物质,充分搅拌后,别急着把 70 g 当作已溶的溶质。水最多只能容纳 64 g,余下 6 g 留在杯底;液体部分的质量为 。题目给出的“投入量”不一定等于“已溶量”,这是曲线题最容易丢分的地方。
海边晒盐和冷却硝酸钾热饱和溶液,都是让溶在水中的物质重新形成晶体,叫作结晶。选择方法不靠死记,要先看曲线:温度改变时,这种物质的溶解度变化大不大?

蒸发结晶是让一部分水变成水蒸气离开。水少了,原来能容纳的溶质也少,达到饱和后会有晶体析出。氯化钠的溶解度随温度变化不大,单靠降温析出有限,海水晒盐通常利用蒸发水分。
降温结晶常用于像硝酸钾这样溶解度随温度降低而明显减小的物质。先在较高温度下配成热饱和溶液,再冷却;水能容纳的硝酸钾变少,多出的部分就析出。如果硝酸钾中混有少量氯化钠,氯化钠受降温影响较小,较多地留在母液中,过滤后可得到较纯的硝酸钾晶体。
降温结晶不是所有固体的固定答案。只有溶解度随温度变化明显时,降温才更有利;变化不大时,通常优先考虑蒸发结晶。
例题:60 ℃时,100 g 水恰好溶有 109 g 硝酸钾;20 ℃时,100 g 水最多溶解 31.6 g 硝酸钾。若只冷却到 20 ℃,不蒸发水,析出多少克晶体?
固体溶解度的读图主要看温度;气体在水中的溶解还明显受压强影响。通常温度不变时,压强越大,气体越容易溶在水中;压强不变时,温度越高,气体越不容易溶在水中。

密封的碳酸饮料中,二氧化碳处在较高压强下,能较多溶于饮料。开盖后压强降低,二氧化碳的溶解能力减小,气泡便逸出;饮料变暖后,气体还会更容易逸出,所以冰镇饮料通常更不容易“跑气”。
夏天的鱼池温度升高时,水中氧气的溶解量通常减少。增氧设备搅动或喷洒水,能增大水和空气的接触,促进氧气进入水中;它不是把氧气“制造”出来,而是在促进气体交换。
练习 1:下列说法正确的是( )
A. 20 ℃时某固体的溶解度为 36 g,指 100 g 溶液中含 36 g 该固体。
B. 溶解度为 36 g,指在一定温度下 100 g 水中最多可溶解 36 g 该固体并达到饱和。
C. 溶液澄清透明,一定是不饱和溶液。
D. 曲线交点表示两种物质在任何温度下溶解度都相等。
练习 2:为什么从海水中获得食盐常用日晒蒸发水分,而不主要依靠降温?
练习 3:打开冰镇碳酸饮料后有气泡,放在温暖处后气泡更明显。请用两个因素解释。